علت کنده شدن جوش

مقدمه‌ای بر مشکل کنده شدن جوش

کنده شدن جوش یکی از متداول‌ترین عیوب جوشکاری است که به‌صورت جدا شدن فلز جوش از سطح قطعه، کاهش استحکام اتصال، ترک‌خوردگی یا جداشدگی کامل بروز می‌کند. این مشکل می‌تواند در صنایع مختلف مانند سازه‌های فولادی، خودرو، مخازن تحت فشار، قطعات صنعتی یا حتی جوشکاری‌های خانگی رخ دهد.

درک علت‌های این پدیده نیازمند بررسی دقیق نوع فلز، روش جوشکاری، پارامترهای حرارتی، طراحی اتصال، شرایط محیطی و مهارت جوشکار است. در این مقاله تمام عوامل اصلی، جزئیات فنی و راهکارهای جلوگیری از کنده شدن جوش را بررسی می‌کنیم.

علت‌های اصلی کنده شدن جوش

۱. عدم نفوذ کافی (Lack of Penetration)

یکی از مهم‌ترین دلایل کنده شدن جوش، نفوذ ناقص فلز مذاب در ریشه اتصال است. زمانی که حرارت کافی وجود نداشته باشد، جوش تنها در سطح دو قطعه می‌نشیند و عمق مناسب ایجاد نمی‌شود.

دلایل نفوذ ناقص:

• آمپراژ کم

• سرعت زیاد جوشکاری

• زاویه نامناسب الکترود

• آماده‌سازی نادرست لبه‌ها

• ضخامت بیش از حد قطعه بدون تنظیم پارامترها

۲. آلودگی سطح قطعه یا الکترود

هرگونه آلودگی مثل روغن، زنگ‌زدگی، رطوبت، رنگ، گردوغبار یا چربی باعث می‌شود:

• قوس ناپایدار شود

• حفره در جوش ایجاد شود

• جوش به سطح نچسبد

• چسبندگی فلز مذاب کاهش یابد

جوشی که روی سطح آلوده ایجاد شود معمولاً با کوچک‌ترین ضربه کنده می‌شود.

۳. انتخاب الکترود نامناسب

الکترود باید متناسب با نوع فلز، ضخامت و نوع بار وارده انتخاب شود.
برای مثال:

• استفاده از الکترود E6013 برای قطعات ضخیم یا تحت فشار، باعث چسبندگی ضعیف و کنده شدن جوش می‌شود.

• الکترود مرطوب نیز موجب تخلخل و کاهش استحکام اتصال می‌گردد.

۴. تنظیم نبودن آمپراژ دستگاه جوش

آمپراژ نامناسب یکی از اصلی‌ترین دلایل تخریب یا کنده شدن جوش است.

آمپراژ کم:

• نفوذ کم

• جوش سرد

• جدایش سریع

آمپراژ زیاد:

• سوختگی لبه‌ها

• ایجاد حوضچه کنترل‌نشده

• سردشدگی سریع و ترک خوردن جوش

۵. نوع اتصال یا طراحی نادرست

در بسیاری از پروژه‌ها، اتصال به درستی طراحی نمی‌شود. برای مثال:

• نبودن پخ مناسب

• فاصله ریشه بیش از حد

• زاویه نامناسب لبه‌ها

• استفاده از طول قوس زیاد

• انتخاب اشتباه نوع جوش برای نوع بار (فشاری، کششی، خمشی)

اتصال ضعیف در نهایت باعث جداشدگی جوش تحت بار می‌شود.

۶. سرد شدن سریع یا ناهمگن

فلزات در هنگام سرد شدن دچار انقباض می‌شوند. اگر سردشدگی سریع و ناهمگون باشد:

• ترک انقباضی

• جدایی لایه‌ای

• شکست ترد

• کاهش چسبندگی

رخ می‌دهد.

این مشکل معمولاً در محیط‌های سرد یا در فلزاتی مثل فولادهای کربنی و آلیاژی دیده می‌شود.

۷. استفاده از فلز نامناسب برای جوشکاری

گاهی فلز پایه دارای خصوصیات خاصی است، مثل:

• فولادهای پرکربن

• چدن

• فولاد سخت‌کاری‌شده

• آلومینیوم با مقدار سیلیس بالا

این فلزات نیاز به فیلر، پیش‌گرم و روش جوشکاری مخصوص دارند.
جوشکاری معمولی روی این فلزات باعث شکست سریع و کنده شدن جوش می‌شود.

۸. بی‌تجربگی یا تکنیک نادرست جوشکار

یکی از بزرگ‌ترین عوامل، مهارت کم یا تکنیک نادرست است. اشتباهات رایج:

• نگه داشتن زاویه اشتباه

• حرکت بسیار سریع یا کند

• عدم کنترل حوضچه

• طول قوس خیلی بلند

• توقف‌های بی‌دلیل روی خط جوش

• ساختن پاس‌های نامنظم

کیفیت جوش ۳۰٪ وابسته به دستگاه و ۷۰٪ وابسته به مهارت جوشکار است.

چرا جوش بعد از چند روز یا چند ضربه کنده می‌شود؟

گاهی جوش ابتدا محکم به‌نظر می‌رسد، اما بعد از چند روز یا تحت بار ناگهانی جدا می‌شود. دلایل مهم:

۱. وجود حفرات داخلی (Porosity)

این حفرات در ابتدا قابل مشاهده نیستند، ولی با تحمل بار، جوش ترک می‌خورد.

2. تنش‌های داخلی

در اثر سردشدگی یا طراحی نادرست، تنش باقی‌مانده موجب شکست بعدی می‌شود.

3. عدم فیوژن (Fusion)

فیوژن یعنی ذوب کامل لبه‌ها. اگر یکی از لبه‌ها ذوب نشده باشد، اتصال ضعیف ایجاد می‌شود.

4. لرزش یا ضربه در زمان جوشکاری

لرزش می‌تواند حوضچه را خراب کرده و نقاط چسبندگی را از بین ببرد.

راهکارهای جلوگیری از کنده شدن جوش

برای جلوگیری از خراب شدن جوش، رعایت نکات زیر ضروری است:

۱. آماده‌سازی کامل سطح

• تمیز کردن کامل فلز

• از بین بردن زنگ‌زدگی

• استفاده از برس سیمی یا سنگ فرز

۲. انتخاب الکترود مناسب

• استفاده از الکترود خشک و استاندارد

• انتخاب الکترود مخصوص نوع فلز

۳. تنظیم آمپراژ دقیق

• بر اساس قطر الکترود

• ضخامت قطعه

• نوع جریان (AC یا DC)

۴. جوشکاری در شرایط مناسب محیطی

• جلوگیری از وزش باد شدید

• جلوگیری از سرمای زیاد

• جلوگیری از رطوبت روی قطعات

۵. رعایت پیش‌گرم و پس‌گرم برای فلزات حساس

خصوصاً:

• چدن

• فولادهای پرکربن

• فولاد آلیاژی

۶. چند پاس انجام دهید، نه یک پاس ضخیم

پاس‌های نازک بهتر از پاس‌های ضخیم هستند و استحکام بیشتری ایجاد می‌کنند.

۷. تست کیفیت جوش پس از کار

• تست چکش

• تست خمش

• تست ضربه

• تست چشمی (VT)

چه فلزاتی بیشترین احتمال جداشدگی جوش را دارند؟

۱. چدن

به دلیل کربن بالا، جوشکاری چدن بسیار حساس است و در صورت عدم رعایت اصول، جوش به سرعت کنده می‌شود.

۲. فولاد پرکربن

سردشدگی سریع موجب ترک و شکست جوش می‌شود.

۳. آلومینیوم

اگر آلودگی یا اکسید سطحی پاک نشود، جوش چسبندگی پایینی خواهد داشت.

علائم هشداردهنده که نشان می‌دهد جوش به‌زودی کنده می‌شود

• وجود ترک‌های ریز روی سطح

• صدای ترد هنگام ضربه زدن

• تغییر رنگ غیرمعمول

• سبک بودن وزن جوش نسبت به اندازه خود

• سطح موج‌دار و نامنظم

• ایجاد دود یا حباب زیاد در زمان جوشکاری

سوالات متداول

چرا جوش من در همان لحظه کنده می‌شود؟

احتمالاً آهن سرد، سطح آلوده یا آمپراژ بسیار کم بوده است.

آیا نوع دستگاه جوش روی کیفیت اتصال تأثیر دارد؟

بله. دستگاه‌های اینورتر جدید کنترل قوس دقیق‌تری دارند و مانع جوش سرد می‌شوند.

آیا رطوبت الکترود باعث کنده شدن جوش می‌شود؟

بله. الکترود مرطوب باعث ایجاد حفرات داخلی و جدایش لایه‌ای می‌شود.

آیا می‌توان جوش کنده‌شده را تعمیر کرد؟

بله، اما ابتدا باید جوش قدیمی کامل تراشیده و سپس با پارامترهای صحیح دوباره جوشکاری شود.

بهترین الکترود برای جلوگیری از کنده شدن جوش چیست؟

برای کارهای معمولی: E7018 و E6013
برای قطعات ضخیم و تحت بار: E7018

روش‌های حرفه‌ای برای جلوگیری از کنده شدن جوش (تکنیک‌های عملی و تخصصی)

۱. استفاده از پیش‌گرم و پس‌گرم علمی (نه تجربی)

یکی از مهم‌ترین اقداماتی که جوشکاران حرفه‌ای انجام می‌دهند، پیش‌گرم اصولی است.
این کار باعث می‌شود:

• تنش‌های حرارتی کاهش یابد

• نفوذ بهبود یابد

• چسبندگی فلز مذاب افزایش پیدا کند

• احتمال ترک انقباضی و کنده شدن جوش کم شود

برای مثال:

• چدن: پیش‌گرم ۲۵۰ تا ۳۵۰ درجه ضروری است.

• فولاد پرکربن: پیش‌گرم ۱۰۰ تا ۱۵۰ درجه.

• فولاد آلیاژی: تا ۴۰۰ درجه (بسته به گرید).

بدون پیش‌گرم، جوش ابتدا محکم به‌نظر می‌رسد ولی پس از سرد شدن ترک می‌خورد و کنده می‌شود.

۲. استفاده از فیلر مناسب با خواص مکانیکی مشابه فلز پایه

بسیاری از مشکلات جداشدگی جوش به دلیل عدم تطابق خواص مکانیکی فلز پایه و فلز جوش است.
اگر فیلر بیش از حد سخت، ترد یا نرم باشد، اتصال در هنگام بارگذاری از هم می‌پاشد.

نمونه‌ها:

• فولادهای ساختاری → فیلر E7018

• فولادهای آلیاژی → فیلرهای کم‌هیدروژن

• استنلس استیل → فیلر 308، 309 یا 316

• آلومینیوم → ER4043 یا ER5356

انتخاب اشتباه فیلر، یکی از دلایل پنهان کنده شدن سریع جوش است.

۳. رعایت اصول پاس ریشه (Root Pass)

پاس ریشه مهم‌ترین بخش جوش است.
اگر ریشه به‌درستی انجام نشود:

• نفوذ ناقص

• عدم فیوژن

• حفرات

• جدایش تحت بار

رخ می‌دهد.

ویژگی‌های یک پاس ریشه صحیح:

• ضخامت یکنواخت

• قوس کوتاه

• سرعت متوسط

• زاویه صحیح الکترود

• استفاده از بافت مناسب

• کنترل کامل حوضچه

جوش‌هایی که بدون دقت در پاس ریشه انجام می‌شوند معمولاً زودتر از هر جای دیگری کنده می‌شوند.

۴. کاهش هیدروژن در منطقه جوش

هیدروژن دشمن پنهان جوشکاری است.
وجود هیدروژن بالا باعث:

• ترک سرد

• جدایش لایه‌ای

• شکست ترد

• کنده شدن جوش در بارهای سنگین

می‌شود.

دلایل ورود هیدروژن:

• الکترود مرطوب

• سطح آلوده

• رطوبت هوا

• روغن یا گریس روی فلز

• دستکاری الکترود با دست خیس

راهکارهای کاهش هیدروژن:

• خشک کردن الکترود در آون الکترود

• تمیزکاری کامل سطح

• عدم جوشکاری در محیط مرطوب

• استفاده از سیم‌جوش کم‌هیدروژن

5. کنترل دقیق سرعت سردشدگی

سرد شدن فلز جوش باید نه خیلی سریع و نه خیلی کند باشد.

اگر سریع سرد شود:

• ترک

• شکست

• کندگی سریع

اگر خیلی کند سرد شود:

• ساختار دانه‌ای خشن

• کاهش استحکام

• تردی در مرزدانه‌ها

ایجاد می‌شود.

راهکارها:

• استفاده از پتوهای نسوز

• عایق‌کاری پس از جوش

• پیش‌گرم اصولی

• رعایت فاصله بین پاس‌ها

مطالب مرتبط: آموزش جوشکاری برق

بررسی موردی (Case Study): چرا جوش در سازه‌های ساختمانی کنده می‌شود؟

در سازه‌ها، کنده شدن جوش یک خطر جدی است و دلایل زیر رایج‌تر هستند:

۱. استفاده از الکترود E6013 به جای E7018

الکترود ۶۰۱۳ فقط برای کارهای سبک مناسب است، نه سازه‌ها.
در بسیاری از پروژه‌های ساختمانی، به دلیل قیمت کمتر، جوشکاران از این مدل استفاده می‌کنند و بعد از مدت کوتاهی جوش از محل اتصال جدا می‌شود.

۲. جوشکاری روی پروفیل‌های زنگ‌زده

اگر پروفیل قبل از جوشکاری درست تمیز نشود، اتصال بسیار ضعیف خواهد شد.

۳. عدم رعایت آمپراژ

بسیاری از جوشکاران بدون تنظیم آمپراژ دقیق کار می‌کنند، درحالی‌که ضخامت پروفیل‌ها متفاوت است و هر کدام آمپراژ مخصوص نیاز دارند.

۴. لرزش سازه هنگام جوشکاری

در سازه‌های بلند، لرزش می‌تواند کیفیت جوش را نابود کند.

بررسی موردی: چرا جوش روی شاسی خودرو کنده می‌شود؟

جوشکاری شاسی خودرو بسیار حساس است.
دلایل اصلی جدا شدن جوش در این بخش:

• جوشکاری روی سطح روغنی

• عدم استفاده از CO2 یا MIG مخصوص خودرو

• نفوذ ناقص به دلیل ضخامت کم ورق

• استفاده از دستگاه ضعیف

• عدم تمیزکاری بعد از جوش

روش‌های تست حرفه‌ای برای تشخیص اینکه جوش کنده خواهد شد یا نه

۱. تست خمش (Bend Test)

اگر جوش هنگام خم‌کردن بشکند یا از سطح جدا شود، اتصال ضعیف است.

۲. تست چکش

ضربات سبک باید تحمل شود.
اگر لایه‌ها پوسته کند، نشانه عدم فیوژن است.

۳. تست ماوراءصوت (UT)

برای پروژه‌های صنعتی استفاده می‌شود و تخلخل‌ها را شناسایی می‌کند.

۴. تست چشمی (VT)

یک متخصص فقط با مشاهده می‌تواند کیفیت جوش را تشخیص دهد.
علائم بد:

• بریدگی کناره

• موج‌های نامنظم

• تخلخل

• خاکستر زیاد بین پاس‌ها

جمع‌بندی نهایی تکمیلی

کنده شدن جوش یک عیب کوچک و سطحی نیست؛ بلکه نتیجه مجموعه‌ای از عوامل است که شامل:

• خطای انسانی

• انتخاب اشتباه الکترود

• تنظیم نبودن آمپراژ

• آماده‌سازی ضعیف

• سرد شدن سریع

• طراحی نادرست اتصال

می‌شود.
با رعایت مواردی که در این مقاله گفته شد می‌توان کیفیت جوش را در حد استانداردهای صنعتی و سازه‌ای افزایش داد.

مطالب مرتبط: آموزش جوشکاری CO2